什么是固态电池?
我们在手机、笔记本电脑和电动汽车中使用的锂离子电池有一种液态电解质,离子在电池充电时朝一个方向流动,而在电池耗电时则朝另一个方向流动。固态电池,顾名思义,就是用固体材料代替液体。
锂离子电池通常具有石墨电极、金属氧化物电极和溶解在某种溶剂中的锂盐电解质。在固态电池中,您可能会发现一系列有前途的材料之一可以替代锂,包括陶瓷和硫化物。
采用新固态技术有几个主要原因:
- 无热管理系统要求
- 收费更快
- 极端温度下的性能
- 增加射程
- 更多生命周期
- 增强安全性
固态电池的优势:
与传统锂离子电池相比,固态电池具有多种优势,包括无需热管理系统、在极端温度下具有更好的性能、更大的续航里程、更快的充电速度、更长的生命周期和更高的安全性。
固态电池具有更高的能量密度,这意味着与锂离子电池相比,它们可以提供更长的续航里程和更长的寿命。固态电池可进行 8,000 至 10,000 次充电循环,而锂离子电池预计可进行 1,500 至 2,000 次充电循环。固态电池本质上比锂离子电池更安全,具有更高的抗冲击性和更低的着火风险。然而,固态电池技术仍处于开发阶段,尚未大规模商用。
为了了解传统锂离子电池和固态电池之间的差异,我们从外行人的角度了解了基础知识。电动汽车电池的最大区别在于,传统的锂离子电池含有液体电解质,用于在阴极和阳极之间传导锂离子。而固态电池,顾名思义,使用固体电解质代替液体,整体重量更轻,能量密度更高。固态电池在低至负 40 摄氏度左右时也能正常工作。目前,当前的锂离子电池在低温下工作得不够好,并且在冰点温度下的可用范围要小得多。一旦移除热管理系统,就可以节省大量成本。这是节省 20% 到 30% 的保守推测,但也可能节省 50%。
固态电池被认为更安全
固态电池在低至负 40 摄氏度左右时也能正常工作。目前,当前的锂离子电池在低温下工作得不够好,并且在冰点温度下的可用范围要小得多。一旦移除热管理系统,就可以节省大量成本。这是节省 20% 到 30% 的保守推测,但也可能节省 50%。
使用超声波喷涂制备固态电池的优势:
1、提高电极性能:超声波喷涂技术能够实现电极材料的均匀涂覆,提高电极的导电性和催化活性。这有助于提升固态电池的功率密度和能量转换效率,延长电池的使用寿命。
2、降低制备成本:与传统的电极制备方法相比,超声波喷涂技术能够在较低的温度下实现材料的均匀涂覆,避免了高温处理过程中的能耗和设备成本。同时,该技术对电极材料的利用率较高,减少了材料的浪费,进一步降低了制造成本。
3、提高生产效率:超声波喷涂技术具有喷涂速度快、效率高的特点,能够实现连续化生产。这有助于提高固态电池的生产效率,满足大规模生产的需求。
4、增强材料间结合力:超声波喷涂过程中,高频振动能够促进电极材料与电解质基底之间的紧密结合,增强材料间的结合力。这有助于提高电池的稳定性和耐久性,减少电池在运行过程中的失效风险。
5、环保和安全性:超声波喷涂技术是一种无溶剂、无污染的绿色制造技术。在喷涂过程中,不需要使用有机溶剂,减少了废水和废气的产生,有利于环境保护。同时,该技术还能够减少火灾和爆炸等安全隐患,提高生产安全性。